11、DMA操作说明

先理解cache的作用
CPU在访问内存时，首先判断所要访问的内容是否在Cache中，如果在，就称为“命中（hit）”，此时CPU直接从Cache中调用该内容；否则，就 称为“ 不命中”，CPU只好去内存中调用所需的子程序或指令了。CPU不但可以直接从Cache中读出内容，也可以直接往其中写入内容。由于Cache的存取速 率相当快，使得CPU的利用率大大提高，进而使整个系统的性能得以提升。

Cache的一致性就是直Cache中的数据，与对应的内存中的数据是一致的。

DMA是直接操作总线地址的，这里先当作物理地址来看待吧（系统总线地址和物理地址只是观察内存的角度不同）。如果cache缓存的内存区域不包括DMA分配到的区域，那么就没有一致性的问题。但是如果cache缓存包括了DMA目的地址的话，会出现什么什么问题呢？

问题出在，经过DMA操作，cache缓存对应的内存数据已经被修改了，而CPU本身不知道（DMA传输是不通过CPU的），它仍然认为cache中的数 据就是内存中的数据，以后访问Cache映射的内存时，它仍然使用旧的Cache数据。这样就发生Cache与内存的数据“不一致性”错误。

由上面可以看出，DMA如果使用cache，那么一定要考虑cache的一致性。解决DMA导致的一致性的方法最简单的就是禁止DMA目标地址范围内的cache功能。但是这样就会牺牲性能。

因此在DMA是否使用cache的问题上，可以根据DMA缓冲区期望保留的的时间长短来决策。DAM的映射就分为：一致性DMA映射和流式DMA映射。

一致性DMA映射申请的缓存区能够使用cache，并且保持cache一致性。一致性映射具有很长的生命周期，在这段时间内占用的映射寄存器，即使不使用也不会释放。生命周期为该驱动的生命周期

流式DMA映射实现比较复杂，因为没具体了解，就不说明了。只知道种方式的生命周期比较短，而且禁用cache。一些硬件对流式映射有优化。建立流式DMA映射，需要告诉内核数据的流动方向。对于流式DMA，DMA操作和CPU之间的主要隔阂就是cache，因为一般来说DMA只操作物理内存，不会动cache，但CPU却首先看到的是L1 L2cache，所以设备驱动就需要调用正确的DMA函数来操作cache。拿网卡收发包为例，假如CPU发包给网卡，那CPU填好skb的数据之后，得先把cache里有关这个skb数据的行给刷到物理内存，否则网卡从物理内存拿到的数据不是真正所要的数据。反之，CPU把skb数据装配好DMA rx descriptor的时候，得先invalid掉这个skb数据在cache里的行。这样DMA把收到的包填到物理内存后再中断告知CPU时，CPU就可以避免从cache拿到关于这个skb的老（脏）数据，而会从物理内存取包而重新建立数据cache。它会根据数据的方向来判断该是clean cache还是incalid cache

因为LCD随时都在使用，因此在Frame buffer驱动中，使用一致性DMA映射
上面的代码中用到 dma_alloc_writecombine函数，另外还有一个一致性DMA映射函数dma_alloc_coherent